]> git.saurik.com Git - apple/xnu.git/blobdiff - bsd/dev/random/randomdev.c
xnu-6153.141.1.tar.gz
[apple/xnu.git] / bsd / dev / random / randomdev.c
index 2339353fe95cd6c625e9ae95434148026b5fe6c0..7e5e10e3ea39578e4b774156b670b77c7c135118 100644 (file)
@@ -1,33 +1,32 @@
 /*
- * Copyright (c) 2006 Apple Computer, Inc. All Rights Reserved.
- * 
- * @APPLE_LICENSE_OSREFERENCE_HEADER_START@
- * 
- * This file contains Original Code and/or Modifications of Original Code 
- * as defined in and that are subject to the Apple Public Source License 
- * Version 2.0 (the 'License'). You may not use this file except in 
- * compliance with the License.  The rights granted to you under the 
- * License may not be used to create, or enable the creation or 
- * redistribution of, unlawful or unlicensed copies of an Apple operating 
- * system, or to circumvent, violate, or enable the circumvention or 
- * violation of, any terms of an Apple operating system software license 
- * agreement.
+ * Copyright (c) 1999-2009 Apple, Inc. All rights reserved.
  *
- * Please obtain a copy of the License at 
- * http://www.opensource.apple.com/apsl/ and read it before using this 
- * file.
+ * @APPLE_OSREFERENCE_LICENSE_HEADER_START@
  *
- * The Original Code and all software distributed under the License are 
- * distributed on an 'AS IS' basis, WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EITHER 
- * EXPRESS OR IMPLIED, AND APPLE HEREBY DISCLAIMS ALL SUCH WARRANTIES, 
- * INCLUDING WITHOUT LIMITATION, ANY WARRANTIES OF MERCHANTABILITY, 
- * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE, QUIET ENJOYMENT OR NON-INFRINGEMENT. 
- * Please see the License for the specific language governing rights and 
+ * This file contains Original Code and/or Modifications of Original Code
+ * as defined in and that are subject to the Apple Public Source License
+ * Version 2.0 (the 'License'). You may not use this file except in
+ * compliance with the License. The rights granted to you under the License
+ * may not be used to create, or enable the creation or redistribution of,
+ * unlawful or unlicensed copies of an Apple operating system, or to
+ * circumvent, violate, or enable the circumvention or violation of, any
+ * terms of an Apple operating system software license agreement.
+ *
+ * Please obtain a copy of the License at
+ * http://www.opensource.apple.com/apsl/ and read it before using this file.
+ *
+ * The Original Code and all software distributed under the License are
+ * distributed on an 'AS IS' basis, WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EITHER
+ * EXPRESS OR IMPLIED, AND APPLE HEREBY DISCLAIMS ALL SUCH WARRANTIES,
+ * INCLUDING WITHOUT LIMITATION, ANY WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
+ * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE, QUIET ENJOYMENT OR NON-INFRINGEMENT.
+ * Please see the License for the specific language governing rights and
  * limitations under the License.
  *
- * @APPLE_LICENSE_OSREFERENCE_HEADER_END@
+ * @APPLE_OSREFERENCE_LICENSE_HEADER_END@
  */
 
+
 #include <sys/param.h>
 #include <sys/systm.h>
 #include <sys/proc.h>
 #include <sys/fcntl.h>
 #include <string.h>
 #include <miscfs/devfs/devfs.h>
-#include <kern/lock.h>
+#include <kern/locks.h>
+#include <kern/clock.h>
 #include <sys/time.h>
 #include <sys/malloc.h>
+#include <sys/sysproto.h>
 #include <sys/uio_internal.h>
 
 #include <dev/random/randomdev.h>
-#include <dev/random/YarrowCoreLib/include/yarrow.h>
-#include <crypto/sha1.h>
+
+#include <libkern/OSByteOrder.h>
+#include <libkern/OSAtomic.h>
+
+#include <mach/mach_time.h>
 
 #define RANDOM_MAJOR  -1 /* let the kernel pick the device number */
+#define RANDOM_MINOR   0
+#define URANDOM_MINOR  1
 
 d_ioctl_t       random_ioctl;
 
@@ -56,166 +62,22 @@ d_ioctl_t       random_ioctl;
  */
 static struct cdevsw random_cdevsw =
 {
-       random_open,            /* open */
-       random_close,           /* close */
-       random_read,            /* read */
-       random_write,           /* write */
-       random_ioctl,           /* ioctl */
+       random_open,            /* open */
+       random_close,           /* close */
+       random_read,            /* read */
+       random_write,           /* write */
+       random_ioctl,           /* ioctl */
        (stop_fcn_t *)nulldev, /* stop */
        (reset_fcn_t *)nulldev, /* reset */
-       NULL,                           /* tty's */
-       eno_select,                     /* select */
-       eno_mmap,                       /* mmap */
-       eno_strat,                      /* strategy */
-       eno_getc,                       /* getc */
-       eno_putc,                       /* putc */
-       0                                       /* type */
+       NULL,                           /* tty's */
+       eno_select,                     /* select */
+       eno_mmap,                       /* mmap */
+       eno_strat,                      /* strategy */
+       eno_getc,                       /* getc */
+       eno_putc,                       /* putc */
+       0                                       /* type */
 };
 
-/* Used to detect whether we've already been initialized */
-static int gRandomInstalled = 0;
-static PrngRef gPrngRef;
-static int gRandomError = 1;
-static mutex_t *gYarrowMutex = 0;
-
-#define RESEED_TICKS 50 /* how long a reseed operation can take */
-
-
-enum {kBSizeInBits = 160}; // MUST be a multiple of 32!!!
-enum {kBSizeInBytes = kBSizeInBits / 8};
-typedef u_int32_t BlockWord;
-enum {kWordSizeInBits = 32};
-enum {kBSize = 5};
-typedef BlockWord Block[kBSize];
-
-/* define prototypes to keep the compiler happy... */
-
-void add_blocks(Block a, Block b, BlockWord carry);
-void fips_initialize(void);
-void random_block(Block b);
-
-/*
- * Get 120 bits from yarrow
- */
-
-/*
- * add block b to block a
- */
-void
-add_blocks(Block a, Block b, BlockWord carry)
-{
-       int i = kBSize;
-       while (--i >= 0)
-       {
-               u_int64_t c = (u_int64_t)carry +
-                                         (u_int64_t)a[i] +
-                                         (u_int64_t)b[i];
-               a[i] = c & ((1LL << kWordSizeInBits) - 1);
-               carry = c >> kWordSizeInBits;
-       }
-}
-
-
-
-struct sha1_ctxt g_sha1_ctx;
-char zeros[(512 - kBSizeInBits) / 8];
-Block g_xkey;
-Block g_random_data;
-int g_bytes_used;
-
-/*
- * Setup for fips compliance
- */
-
-/*
- * get a random block of data per fips 186-2
- */
-void
-random_block(Block b)
-{
-       // do one iteration
-       Block xSeed;
-       prngOutput (gPrngRef, (BYTE*) &xSeed, sizeof (xSeed));
-       
-       // add the seed to the previous value of g_xkey
-       add_blocks (g_xkey, xSeed, 0);
-
-       // compute "G"
-       SHA1Update (&g_sha1_ctx, (const u_int8_t *) &g_xkey, sizeof (g_xkey));
-       
-       // add zeros to fill the internal SHA-1 buffer
-       SHA1Update (&g_sha1_ctx, (const u_int8_t *)zeros, sizeof (zeros));
-       
-       // write the resulting block
-       memmove(b, g_sha1_ctx.h.b8, sizeof (Block));
-       
-       // fix up the next value of g_xkey
-       add_blocks (g_xkey, b, 1);
-}
-
-/*
- *Initialize ONLY the Yarrow generator.
- */
-void
-PreliminarySetup(void)
-{
-    prng_error_status perr;
-    struct timeval tt;
-    char buffer [16];
-
-    /* create a Yarrow object */
-    perr = prngInitialize(&gPrngRef);
-    if (perr != 0) {
-        printf ("Couldn't initialize Yarrow, /dev/random will not work.\n");
-        return;
-    }
-
-       /* clear the error flag, reads and write should then work */
-    gRandomError = 0;
-
-    /* get a little non-deterministic data as an initial seed. */
-    microtime(&tt);
-
-    /*
-        * So how much of the system clock is entropic?
-        * It's hard to say, but assume that at least the
-        * least significant byte of a 64 bit structure
-        * is entropic.  It's probably more, how can you figure
-        * the exact time the user turned the computer on, for example.
-    */
-    perr = prngInput(gPrngRef, (BYTE*) &tt, sizeof (tt), SYSTEM_SOURCE, 8);
-    if (perr != 0) {
-        /* an error, complain */
-        printf ("Couldn't seed Yarrow.\n");
-        return;
-    }
-    
-    /* turn the data around */
-    perr = prngOutput(gPrngRef, (BYTE*)buffer, sizeof (buffer));
-    
-    /* and scramble it some more */
-    perr = prngForceReseed(gPrngRef, RESEED_TICKS);
-    
-    /* make a mutex to control access */
-    gYarrowMutex = mutex_alloc(0);
-       
-       fips_initialize ();
-}
-
-void
-fips_initialize(void)
-{
-       /* Read the initial value of g_xkey from yarrow */
-       prngOutput (gPrngRef, (BYTE*) &g_xkey, sizeof (g_xkey));
-       
-       /* initialize our SHA1 generator */
-       SHA1Init (&g_sha1_ctx);
-       
-       /* other initializations */
-       memset (zeros, 0, sizeof (zeros));
-       g_bytes_used = 0;
-       random_block(g_random_data);
-}
 
 /*
  * Called to initialize our device,
@@ -226,36 +88,25 @@ random_init(void)
 {
        int ret;
 
-       if (gRandomInstalled)
-               return;
-
-       /* install us in the file system */
-       gRandomInstalled = 1;
-
-       /* setup yarrow and the mutex */
-       PreliminarySetup();
-
        ret = cdevsw_add(RANDOM_MAJOR, &random_cdevsw);
        if (ret < 0) {
-               printf("random_init: failed to allocate a major number!\n");
-               gRandomInstalled = 0;
-               return;
+               panic("random_init: failed to allocate a major number!");
        }
 
-       devfs_make_node(makedev (ret, 0), DEVFS_CHAR,
-               UID_ROOT, GID_WHEEL, 0666, "random", 0);
+       devfs_make_node(makedev(ret, RANDOM_MINOR), DEVFS_CHAR,
+           UID_ROOT, GID_WHEEL, 0666, "random", 0);
 
        /*
-        * also make urandom 
+        * also make urandom
         * (which is exactly the same thing in our context)
         */
-       devfs_make_node(makedev (ret, 1), DEVFS_CHAR,
-               UID_ROOT, GID_WHEEL, 0666, "urandom", 0);
+       devfs_make_node(makedev(ret, URANDOM_MINOR), DEVFS_CHAR,
+           UID_ROOT, GID_WHEEL, 0666, "urandom", 0);
 }
 
 int
-random_ioctl(  __unused dev_t dev, u_long cmd, __unused caddr_t data, 
-                               __unused int flag, __unused struct proc *p  )
+random_ioctl(   __unused dev_t dev, u_long cmd, __unused caddr_t data,
+    __unused int flag, __unused struct proc *p  )
 {
        switch (cmd) {
        case FIONBIO:
@@ -265,47 +116,44 @@ random_ioctl(     __unused dev_t dev, u_long cmd, __unused caddr_t data,
                return ENODEV;
        }
 
-       return (0);
+       return 0;
 }
 
 /*
  * Open the device.  Make sure init happened, and make sure the caller is
  * authorized.
  */
+
 int
 random_open(__unused dev_t dev, int flags, __unused int devtype, __unused struct proc *p)
 {
-       if (gRandomError != 0) {
-               /* forget it, yarrow didn't come up */
-               return (ENOTSUP);
-       }
-
        /*
         * if we are being opened for write,
         * make sure that we have privledges do so
         */
        if (flags & FWRITE) {
-               if (securelevel >= 2)
-                       return (EPERM);
+               if (securelevel >= 2) {
+                       return EPERM;
+               }
 #ifndef __APPLE__
-               if ((securelevel >= 1) && proc_suser(p))
-                       return (EPERM);
-#endif /* !__APPLE__ */
+               if ((securelevel >= 1) && proc_suser(p)) {
+                       return EPERM;
+               }
+#endif  /* !__APPLE__ */
        }
 
-       return (0);
+       return 0;
 }
 
 
 /*
  * close the device.
  */
+
 int
 random_close(__unused dev_t dev, __unused int flags, __unused int mode, __unused struct proc *p)
 {
-       return (0);
+       return 0;
 }
 
 
@@ -314,131 +162,87 @@ random_close(__unused dev_t dev, __unused int flags, __unused int mode, __unused
  * prng.
  */
 int
-random_write (__unused dev_t dev, struct uio *uio, __unused int ioflag)
+random_write(dev_t dev, struct uio *uio, __unused int ioflag)
 {
-    int retCode = 0;
-    char rdBuffer[256];
-
-    if (gRandomError != 0) {
-        return (ENOTSUP);
-    }
-    
-    /* get control of the Yarrow instance, Yarrow is NOT thread safe */
-    mutex_lock(gYarrowMutex);
-    
-    /* Security server is sending us entropy */
-
-    while (uio_resid(uio) > 0 && retCode == 0) {
-        /* get the user's data */
-        // LP64todo - fix this!  uio_resid may be 64-bit value
-        int bytesToInput = min(uio_resid(uio), sizeof (rdBuffer));
-        retCode = uiomove(rdBuffer, bytesToInput, uio);
-        if (retCode != 0)
-            goto /*ugh*/ error_exit;
-        
-        /* put it in Yarrow */
-        if (prngInput(gPrngRef, (BYTE*)rdBuffer,
-                       bytesToInput, SYSTEM_SOURCE,
-               bytesToInput * 8) != 0) {
-            retCode = EIO;
-            goto error_exit;
-        }
-    }
-    
-    /* force a reseed */
-    if (prngForceReseed(gPrngRef, RESEED_TICKS) != 0) {
-        retCode = EIO;
-        goto error_exit;
-    }
-    
-    /* retCode should be 0 at this point */
-    
-error_exit: /* do this to make sure the mutex unlocks. */
-    mutex_unlock(gYarrowMutex);
-    return (retCode);
+       int retCode = 0;
+       char rdBuffer[256];
+
+       if (minor(dev) != RANDOM_MINOR) {
+               return EPERM;
+       }
+
+       /* Security server is sending us entropy */
+
+       while (uio_resid(uio) > 0 && retCode == 0) {
+               /* get the user's data */
+               int bytesToInput = MIN(uio_resid(uio),
+                   (user_ssize_t) sizeof(rdBuffer));
+               retCode = uiomove(rdBuffer, bytesToInput, uio);
+               if (retCode != 0) {
+                       break;
+               }
+               retCode = write_random(rdBuffer, bytesToInput);
+               if (retCode != 0) {
+                       break;
+               }
+       }
+
+       return retCode;
 }
 
 /*
  * return data to the caller.  Results unpredictable.
- */ 
-int random_read(__unused dev_t dev, struct uio *uio, __unused int ioflag)
+ */
+int
+random_read(__unused dev_t dev, struct uio *uio, __unused int ioflag)
 {
-    int retCode = 0;
-       
-    if (gRandomError != 0)
-        return (ENOTSUP);
-
-   /* lock down the mutex */
-    mutex_lock(gYarrowMutex);
-
-       int bytes_remaining = uio_resid(uio);
-    while (bytes_remaining > 0 && retCode == 0) {
-        /* get the user's data */
-               int bytes_to_read = 0;
-               
-               int bytes_available = kBSizeInBytes - g_bytes_used;
-        if (bytes_available == 0)
-               {
-                       random_block(g_random_data);
-                       g_bytes_used = 0;
-                       bytes_available = kBSizeInBytes;
+       int retCode = 0;
+       char buffer[512];
+
+       user_ssize_t bytes_remaining = uio_resid(uio);
+       while (bytes_remaining > 0 && retCode == 0) {
+               int bytesToRead = MIN(bytes_remaining,
+                   (user_ssize_t) sizeof(buffer));
+               read_random(buffer, bytesToRead);
+
+               retCode = uiomove(buffer, bytesToRead, uio);
+               if (retCode != 0) {
+                       break;
                }
-               
-               bytes_to_read = min (bytes_remaining, bytes_available);
-               
-        retCode = uiomove(((u_int8_t*)g_random_data)+ g_bytes_used, bytes_to_read, uio);
-        g_bytes_used += bytes_to_read;
-
-        if (retCode != 0)
-            goto error_exit;
-               
+
                bytes_remaining = uio_resid(uio);
-    }
-    
-    retCode = 0;
-    
-error_exit:
-    mutex_unlock(gYarrowMutex);
-    return retCode;
-}
+       }
 
-/* export good random numbers to the rest of the kernel */
-void
-read_random(void* buffer, u_int numbytes)
-{
-    if (gYarrowMutex == 0) { /* are we initialized? */
-        PreliminarySetup ();
-    }
-    
-    mutex_lock(gYarrowMutex);
-
-       int bytes_remaining = numbytes;
-    while (bytes_remaining > 0) {
-        int bytes_to_read = min(bytes_remaining, kBSizeInBytes - g_bytes_used);
-        if (bytes_to_read == 0)
-               {
-                       random_block(g_random_data);
-                       g_bytes_used = 0;
-                       bytes_to_read = min(bytes_remaining, kBSizeInBytes);
-               }
-               
-               memmove (buffer, ((u_int8_t*)g_random_data)+ g_bytes_used, bytes_to_read);
-               g_bytes_used += bytes_to_read;
-               
-               bytes_remaining -= bytes_to_read;
-    }
-
-    mutex_unlock(gYarrowMutex);
+       return retCode;
 }
 
 /*
- * Return an unsigned long pseudo-random number.
+ * Return an u_int32_t pseudo-random number.
  */
-u_long
+u_int32_t
 RandomULong(void)
 {
-       u_long buf;
-       read_random(&buf, sizeof (buf));
-       return (buf);
+       u_int32_t buf;
+       read_random(&buf, sizeof(buf));
+       return buf;
 }
 
+
+int
+getentropy(__unused struct proc * p, struct getentropy_args *gap, __unused int * ret)
+{
+       user_addr_t user_addr;
+       uint32_t user_size;
+       char buffer[256];
+
+       user_addr = (vm_map_offset_t)gap->buffer;
+       user_size = gap->size;
+       /* Can't request more than 256 random bytes
+        * at once. Complying with openbsd getentropy()
+        */
+       if (user_size > sizeof(buffer)) {
+               return EINVAL;
+       }
+       read_random(buffer, user_size);
+       return copyout(buffer, user_addr, user_size);
+}